廖鎔榆/工研院材化所
前言
第26屆IDW (International Display Workshops )於2019年11月底在日本札幌的會議中心舉辦。邀請論文131篇,口頭發表144篇,壁報發表210篇,與Plenary全會論文 4篇,合計489篇,共有15個國家學者與會。大會並特別開闢Special Topics,探討AR/VR and Hyper Reality,Quantum Dot Technologies,Automotive Displays,以及Micro/Mini LEDs等四個正熱門的主題。以下就顯示產業未來發展、具產業可行性的OLED、QLED、MicroLED技術進展,重點節錄分享如下。
Plenary
Sharp發表『Bringing the New Age Display with Social Innovation』主題。由於智慧型手機與電視的年出貨量分別達到14億與2億台,徹底改變了人類社會的型態,所以顯示器為了適應新形態的社會變化,也必須跟著改變。(圖一~二)
未來將需要把資通訊產品範疇從室內和手邊,推廣到室外與車上。為了滿足這些應用場域的變化需求,顯示器必須再做進化。例如將顯示器應用在室外看板,做廣告、指示、緊急狀況通知等指標型顯示,就必須做到更加省電。再者AR/VR的應用上,需要4,000ppi以上的精細度,尺寸也希望可以提高到3吋的大小,而這些技術,目前都還不足。接下來,車用環境的資訊整合會越來越進步,操作介面、結合感測技術與透明的抬頭顯示,對於駕車的安全提升與自駕技術的普及,更形重要。除了車用,透明顯示技術也可以應用在銷售櫥窗,在顧客駐足商品前,同步傳遞商品的相關資訊給消費者,提升消費驅動力。最後,隨著應用終端產品的自由構型設計不斷推陳出新,軟性可撓曲的顯示器更是不可或缺。
OLED
1. 三菱化學
三菱化學持續開發IJP-OLED相關材料,並早在2016年就曾宣布量產IJP OLED白光照明燈片。主要開發噴印式的HIL、HTL與RGB發光層材料,還有畫素分隔材(Bank),與墨水配方開發,如圖三所示。
圖三、三菱化學開發IJP-OLED相關材料
三菱化學稱電洞注入層HIL與電洞傳輸層HTL為平台型(PlatForm)材料,所以改以PFA(HIL)與PFB(HTL)來稱呼,並有多種不同電洞遷移率與HOMO範圍可供搭配。另外,HIL為降低驅動電壓,改善一般p-dopant材料,發生熱擴散而影響元件的缺點(圖四)。另外,發光層材料部分採用小分子結構。一般而言,為增加溶解度,會增加一些可扭曲旋轉的結構;而為了增加壽命,會增加平面的結構。然而,長壽命結構的溶解度不好,高溶解度結構的壽命不好,常是互相矛盾。三菱採用長壽命材料為主體,接上可扭曲的幫助溶解結構來兼顧,並且控制Host與Dopant的溶解度接近,以減少同質材料聚集,降低元件表現(圖五)。最後在效率與壽命表現上,IJP下發光結構,紅光22 cd/A,LT95@1000 nits=4,000小時;綠光80 cd/A,LT95@1000 nits=11,000小時;藍光7 cd/A,LT95@1000 nits=300 小時。其數據表現與DuPont、Merck、Sumitomo等先行者雖有差距,但已不遠。(圖六)
圖五、三菱化學的發光層材料溶解性設計概念
2. Sharp
Sharp主要將OLED顯示器的應用從手機往車用方向擴展,包括抬頭顯示器(HUD)、儀錶板、中控台、電子後視鏡等,如圖七所示。目前面板追求的影像品質,在未來的車用環境,已經不符所需,對於內裝、安全、使用者介面與低功耗的追求將與日俱增,特別是車內可能的高溫環境,對於OLED顯示器而言更是嚴酷的挑戰。所以,對於如何延長OLED壽命,Sharp下了一番功夫。首先是製造環境的不純物、雜質,可藉由嚴格控管蒸鍍環境解決---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。